新型DCS組態(tài)軟件實時數(shù)據(jù)庫研究與開發(fā).pdf

1、集散控制系統(tǒng)（DCS）廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制中，控制系統(tǒng)要求能夠迅速反應(yīng)當(dāng)前的生產(chǎn)狀態(tài)，數(shù)據(jù)采集和輸出控制一般是短暫有效的，如果出現(xiàn)報警事件、設(shè)備故障等，要及時通知到監(jiān)控系統(tǒng)，這就對組態(tài)軟件的實時性提出較高的要求。傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫調(diào)度與處理決策忽略了各種實時性的要求，不適合時間關(guān)鍵型的應(yīng)用領(lǐng)域，無法滿足DCS系統(tǒng)實時性的要求，需要設(shè)計專門的實時數(shù)據(jù)庫來解決這類問題。 本文的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在工業(yè)控制組態(tài)軟件的背景下提出的。文章

2、首先介紹了實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本理論和設(shè)計目標(biāo)。然后，根據(jù)自主創(chuàng)新的FCS硬件平臺和前期開發(fā)的組態(tài)軟件框架，具體描述了實時數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)功能，介紹了獨立設(shè)計的實時數(shù)據(jù)庫的各部分實現(xiàn)方式。在深入理解過程控制需求的基礎(chǔ)上，本文提出了針對組態(tài)軟件的實時數(shù)據(jù)模型。對實時數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)功能，如組態(tài)功能、數(shù)據(jù)采集和輸出控制、數(shù)據(jù)處理、報警處理、對系統(tǒng)其他組件和第三方應(yīng)用的支持等的設(shè)計思路和實現(xiàn)方式進(jìn)行詳細(xì)的說明，并且簡單探討了實時數(shù)據(jù)庫的擴(kuò)展應(yīng)用。

3、 本系統(tǒng)采用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫作為實時數(shù)據(jù)庫的底層實現(xiàn)方式，將整個數(shù)據(jù)庫都構(gòu)建在內(nèi)存中，可以最大限度的滿足應(yīng)用實時性的要求。但是這種設(shè)計方案也帶來了新的問題，有必要針對內(nèi)存直接存取的特點和組態(tài)軟件的特點，對數(shù)據(jù)的存儲方式，數(shù)據(jù)檢索算法，事務(wù)處理和并發(fā)控制協(xié)議等進(jìn)行重新設(shè)計。通過對各種事務(wù)處理和并發(fā)控制協(xié)議的研究，本文提出了基于多優(yōu)先級隊列和數(shù)據(jù)庫級別的鎖機(jī)制的策略來滿足組態(tài)軟件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實時性要求。文中用單獨的一章對于實時數(shù)據(jù)庫核心關(guān)鍵技術(shù)給

4、予重點闡述。 實時數(shù)據(jù)庫的接口是和上層應(yīng)用以及現(xiàn)場控制層聯(lián)系的紐帶，文中對實時數(shù)據(jù)庫的接口進(jìn)行詳細(xì)的說明。實時數(shù)據(jù)向歷史數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化是組態(tài)軟件必不可少的功能，采用SQL Sewer2000作為后臺的歷史數(shù)據(jù)庫管理中心，對實時數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化也做了詳細(xì)的說明。實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用COM/DCOM技術(shù)和多線程的設(shè)計思路保證了實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有靈活的擴(kuò)展性和高效的數(shù)據(jù)處理能力。 文章最后還對實時數(shù)據(jù)庫的基本操作和SQL Server20